邏輯分析儀測試在基于FPGA的LCD顯示控制中的應用

3、連接方式

在邏輯分析儀與被測電路相連時(shí)，一般邏輯分析儀的標準配件有兩種連接形式，一種是插針連接方式，這需要實(shí)驗板上預留排針式的測試端口，這種情況一般出現在專(zhuān)業(yè)的測試板上，連接比較輕松；另一種是飛機頭連接方式，這種連接方式測試鉤非常小巧，可以隨意鉤在實(shí)驗板的測試管腳，對實(shí)驗板沒(méi)有特殊要求，如圖6所示。另外，我們北京海洋興業(yè)科技有限公司與美國Pomona公司合作提供很多其它形式的連接方式，如微型SMD測試夾、集成電路測試夾等等，根據用戶(hù)的需求建立不同的邏輯分析儀測試方案。

圖6 邏輯分析儀通過(guò)飛機頭連接被測電路
4、邏輯分析儀的使用

為了更方便、更快捷的解決設計中存在的問(wèn)題，我們需要很好的使用邏輯分析儀，利用其獨有的特點(diǎn)和豐富的功能調試棘手的問(wèn)題，所謂磨刀不誤砍柴工，如果可以很好地駕馭測試手段，就可以達到事半功倍的效果。下面我們主要介紹OLA2032B邏輯分析儀在這個(gè)設計實(shí)驗中如何最大的發(fā)揮作用。

1) Auto-Scale功能

將邏輯分析儀的測試線(xiàn)與被測電路中想要觀(guān)察的信號管腳連接好之后，不需要任何設置，只要按下Auto-Scale功能鍵，待測信號便可以在屏幕上顯示，類(lèi)似于數字示波器的Auto-Set功能，給邏輯分析儀的使用帶來(lái)前所未有的方便。如圖7所示，接入的13路信號全部顯示在屏幕上。

圖7 Auto-Scale功能

2) 總線(xiàn)形式顯示

由于邏輯分析儀的通道數很多，OLA2032B擁有32路數據通道，如果同時(shí)顯示這些信號，未免會(huì )顯得雜亂無(wú)章，這是我們需要總線(xiàn)形式顯示一組或幾組信號，每組的通道個(gè)數可根據實(shí)際情況設定，并且每組的信號有高位或地位的順序關(guān)系。例如，此實(shí)驗中，S0-S7是讀寫(xiě)指令共用的數據通道，其它S8-S12為5路控制線(xiàn)，為了方便，可以將S0-S7設置成總線(xiàn)形式，并以十六進(jìn)制或者十進(jìn)制顯示，這樣可清晰的理解設計者的指令，如圖8所示，可以看出大部分時(shí)間寫(xiě)入的數據為0，對照液晶顯示控制指令表，可以看出寫(xiě)入的是液晶屏上空白的地方。

圖8 總線(xiàn)形式顯示

3) 通道命名

由于邏輯分析儀的通道數比較多，可以通過(guò)顏色來(lái)區分不同的通道，也可以給每一個(gè)通道命名，如圖所示，我們給每個(gè)通道定義與實(shí)際意義相符的名字，這樣就非常好區分，方便觀(guān)察時(shí)序關(guān)系。通道的命名可以在儀器上操作，也可以在計算機軟件上操作，后者使用計算機鍵盤(pán)，更加快捷。

4) 計算機軟件

OLA2032B邏輯分析儀可以通過(guò)一根USB電纜與計算機相連，通過(guò)配套軟件，可以讀取采集的信號數據和設置，可以在PC上控制儀器，并且讀取數據和控制儀器的速度都非?？?，均可以達到USB2.0的速度，在計算機上顯示的信號波形基本與計算機上的波形同步，沒(méi)有延時(shí)。圖7圖8均為計算機存儲的圖片。

5) 觸發(fā)功能

同示波器類(lèi)似，OLA2032B邏輯分析儀也具備豐富的觸發(fā)功能，包括高階的多階觸發(fā)、或階觸發(fā)等等。首先可以設置每個(gè)通道的狀態(tài)進(jìn)行觸發(fā)，如上升沿、下降沿、高電平、低電平等狀態(tài)；其次可以進(jìn)行脈沖寬度觸發(fā)，捕獲毛刺；另外可以進(jìn)行多階觸發(fā)、或階觸發(fā)，我們稱(chēng)之為既并行又串行的觸發(fā)，這種觸發(fā)方式可以用來(lái)分析數據的包頭、包尾等。在我們的實(shí)驗中，我們可以根據信號的時(shí)序關(guān)系觸發(fā)指定位置，例如圖8的觸發(fā)方式為使能端EN的下降沿，這里只用到了最簡(jiǎn)單的單通道下降沿觸發(fā)方式。

6) 觀(guān)察時(shí)序使用測量功能

如前所述，對于液晶屏幕的讀寫(xiě)時(shí)序有嚴格的時(shí)間限制，如果顯示出現錯誤，很可能是因為讀寫(xiě)時(shí)序以及其持續時(shí)間不滿(mǎn)足要求，所以我們需要使用邏輯分析儀的光標測量功能來(lái)查找問(wèn)題所在。OLA2032B提供了三組六根光標，可以測量每根光標對應基準位置的時(shí)間差和沒(méi)組光標兩根之間的時(shí)間差，這樣便可以將測量結果與液晶顯示器參數對照，查找問(wèn)題所在。請對比圖8與圖3的時(shí)序關(guān)系。

四、使用邏輯分析儀的注意事項

1、輸入信號的電壓

由于數字信號的電平均較低，一般在5V以?xún)?，所以邏輯分析儀的耐壓能力較差，所以盡量不要將電壓較高的信號，長(cháng)時(shí)間的接入邏輯分析中。例如，邏輯分析儀有時(shí)也可以用來(lái)測量和分析一些串行總線(xiàn)，如I2C、SPI等串行總線(xiàn)，但是一般不用邏輯分析儀分析RS232總線(xiàn)，因為RS232的電平較高，超過(guò)了邏輯分析儀的耐壓能力。

2、信號閾值

閾值是判決信號為高電平或低電平的門(mén)限電平，所以對于同一個(gè)信號，對應不同的閾值可能得到不同的結果，所以我們要根據實(shí)際情況選擇閾值大小，有些用戶(hù)想要雙閾值的判決，可是大多數邏輯分析儀沒(méi)有這項功能，一般將邏輯的域值設置成高電平的門(mén)限即可。

3、存儲深度

邏輯分析儀在采集信號時(shí)都會(huì )將采集到的信號存儲到存儲器(Memory)中，根據用戶(hù)的要求，需要采集多長(cháng)時(shí)間、定時(shí)分辨率為多少來(lái)設置存儲深度，OLA2032B最大存儲深度為512Kbit/每通道。

4、數字信號與模擬信號的相關(guān)性

邏輯分析儀觀(guān)測到的信號，我們稱(chēng)之為“偽信號”，只有高低電平之分，也就是說(shuō)邏輯分析儀觀(guān)察到的信號只有水平軸是有意義的，它反映信號的時(shí)間關(guān)系，而垂直軸是沒(méi)有意義的，它并不代表幅度，如果信號出現了問(wèn)題，尤其是串擾、毛刺等現象，我們要是想知道其來(lái)源以及產(chǎn)生原因，還需要與其它儀器相配合，如示波器、頻譜分析儀等等。

小結

本文介紹了邏輯分析儀在EDA教學(xué)中的應用，通過(guò)OLA2032B邏輯分析儀調試基于FPGA的LCD顯示控制設計方案的實(shí)驗。在測試的過(guò)程中，我們可以發(fā)現邏輯分析儀在基礎教學(xué)中起著(zhù)很重要的作用，比示波器更適合調試數字電路。實(shí)踐證明，邏輯分析儀可以縮短我們的設計時(shí)間，解決其它儀器或者軟件解決不了的問(wèn)題，并且它是多通道的時(shí)序分析的唯一解決方案，它可以同時(shí)看到硬件電路實(shí)際輸出的多路信號。我們北京海洋興業(yè)科技有限公司推出的OLA2032B邏輯分析儀，希望可以解決邏輯分析儀在基礎教學(xué)中作壁上觀(guān)的現狀，較高的性?xún)r(jià)比真正做到讓數字電路教學(xué)用得起邏輯分析儀。在這里非常感謝清華大學(xué)的老師給我們這樣好的平臺，使我們對我們的產(chǎn)品更有信心。

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